2017年青海省區(qū)域性強降雨過程診斷分析

李云霞 侯永沛 張玉潔 張歡

摘要 本文利用常規(guī)高空、地面、物理量場以及數(shù)值模式資料，對青海省一次區(qū)域性的強降雨過程進行了診斷分析。結(jié)果表明，從500 hPa高空形勢來看，此次降水過程是由新疆槽底部下滑冷空氣東移南壓，與高原上活躍的南支槽前暖濕氣流相結(jié)合，冷暖空氣交匯于青海，同時高空槽的移動快慢決定此次降水雨帶位置；南、北二槽打通后的夜間降水強度明顯增大，在此次過程中物理量場低層輻合、高層輻散的配置，均對此次強降水有一定的指示意義。

關(guān)鍵詞 強降雨；特征；物理量場；成因分析；青海??；2017年

中圖分類號 P458.1+21 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）04-0196-03

強降雨是我國夏季主要的災(zāi)害性天氣之一，極易引發(fā)洪澇、垮塌、泥石流等直接或次生災(zāi)害。在全球氣候變暖的大背景下，極端災(zāi)害性天氣頻繁出現(xiàn)，暴雨天氣災(zāi)害造成的損失也呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。暴雨預(yù)報一直是氣象預(yù)報工作研究的重點和難點，對此越來越多的氣象學(xué)者進行了大量的研究。張 順等[1]通過分析2014年6月25—30日出現(xiàn)在南昌的強降雨天氣過程進行分析，得出了副熱帶高壓的位置偏南或是出現(xiàn)在由強向弱轉(zhuǎn)變并逐漸南退的過程中，為冷暖空氣交匯暴雨天氣提供了有利的天氣形勢；王思璇等[2]通過對柳河縣2016年8月7日強降雨天氣過程的分析，得出了貝加爾湖高壓、日本海高壓與副熱帶高雅的共同影響，導(dǎo)致上游低槽的移動開始變慢，為強降雨天氣的出現(xiàn)提供了有利的天氣形勢。本文將利用2017年7月31日8：00至8月1日8：00過程期間天氣環(huán)流背景、地面形勢、探空曲線、水汽條件、物理量場及ECMCF數(shù)值模式預(yù)報場對此次過程進行分析，以期找出強降雨天氣的主要原因，為本地強降雨天氣預(yù)報累積經(jīng)驗，同時對以后相關(guān)過程的預(yù)報指標進行探索研究，從而提升強降雨天氣的預(yù)報水平。

1 天氣實況

2017年7月31日8：00至8月1日8：00，受新疆槽底部不斷下滑的短波槽、南支槽前西南暖濕氣流和地面冷空氣共同影響，青海省出現(xiàn)一次大范圍降水天氣過程，較大的降水主要出現(xiàn)在海西東部、海北東部、海南南部。本文對于此次天氣過程進行成因分析，主要內(nèi)容為過程期間的天氣環(huán)流背景、地面形勢、物理量場等。

2 影響系統(tǒng)及診斷分析

2.1 高空形勢

從500 hPa形勢來看，中高緯為“低—高—低”的環(huán)流分布，過程前期31日2：00開始，新疆槽底部不斷下滑冷空氣，生成短波槽東移影響青海省，降水開始；31日20：00，高空槽從青海省西北部地區(qū)系統(tǒng)移至中部地區(qū)與青南地區(qū)南支槽前西南暖濕氣流匯合，降水逐步增大；8月1日8：00，高空槽主體移至青海省東部，而西部地區(qū)又有新的短波槽下滑，降水依舊持續(xù)；8月1日20：00高空槽主力移出青海省，短波槽移至東部邊緣，降水開始減弱，青海省大部地區(qū)轉(zhuǎn)為西北氣流控制；整個降水過程持續(xù)到8月2日0：00停止（圖1）。

700 hPa上，7月31日20：00至8月1日8：00，584 dagpm線逐步南壓，北支槽引導(dǎo)的冷空氣東移南下，受青海省北部高空槽影響，南部以低值系統(tǒng)為主。

總體而言，此次區(qū)域性大雨過程，北部地區(qū)多短波槽生成；南部地區(qū)受高原槽北抬影響，配合西南氣流較好的水汽輸送，南北系統(tǒng)相結(jié)合，形成了降水的有利形勢[3-4]。

2.2 地面影響系統(tǒng)

從地面形勢看，降水發(fā)生前，青海省連續(xù)幾天地面溫度達20 ℃以上，為后期降水積累了不穩(wěn)定能量。30日夜間，青海省東部受東移新疆槽挾帶的冷空氣影響；到31日20：00，南疆的冷空氣東移至青海省中部。此次過程地面主要影響系統(tǒng)為新疆槽挾帶的近地層冷空氣入侵，影響全?。▓D2）。

2.3 水汽條件

從EC模式500 hPa相對濕度演變可以看出，7月31日8：00，青海省西北部存在高濕區(qū)，隨著時間推移該高濕區(qū)逐漸向南擴散；到8月1日2：00，狹長的濕度帶擴展到了青海省偏東地區(qū)，整個趨勢東移南壓；至2日2：00濕度帶移出青海省。

2.4 物理量場

2.4.1 散度場和渦度場。從31日20：00 500 hPa散度場可以分析出，青海省中部處在輻合區(qū)，北部及偏南地區(qū)為輻散區(qū)，在海南地區(qū)有一個輻合中心，見圖3（a）。200 hPa上，青海省東部處在輻散區(qū)，其余均在輻合區(qū)，見圖3（b）。

由此得出，過程期間青海省中部地區(qū)高低空散度場配置為低層輻合、高層輻散，這種配置有利于降水的產(chǎn)生[5]。

分析7月31日20：00 500 hPa渦度場資料得到，青海省除海西大部外，其余地區(qū)均處在輻合區(qū)中，見圖4（a）。200 hPa上，除海西偏北地區(qū)外，其余地區(qū)均在輻散區(qū)中，見圖4（b）。由此可知，青海省東部地區(qū)高低空渦度場配置為高空輻散、低層輻合，與散度場配置基本一致，有利于降水的形成。

綜上所述，過程期間青海省除海西偏西北地區(qū)外，其余地區(qū)高低空散度場、渦度場配置為低層輻合、高層輻散，為上升運動最為強烈的地區(qū)，對此次強降水落區(qū)有一定的指示意義。

2.4.2 比濕、水汽通量。分析500 hPa比濕場，31日8：00青海省唐古拉西部—海北中部呈西南帶狀分布，該區(qū)為高濕區(qū)，比濕在6 g/kg以上；至31日20：00全省大部比濕仍在4 g/kg以上，青海省南部及東部比濕達6 g/kg以上，說明8：00—20：00青海省自西向東有較好的水汽輸送，為此次降水過程提供了較好的水汽條件。

分析500 hPa水汽通量場，31日8：00，青海省大部處在水汽通量6～8 g/（cm·hPa·s）之間的輻合區(qū)，海西中部地區(qū)有一個明顯的水汽輻合中心，中心值為8 g/（cm·hPa·s）；至31日20：00，該輻合區(qū)東移北抬至青海省北部及東北部一帶，說明全省有充足的水汽供應(yīng)，水汽源源不斷自西南向東北地區(qū)輸送。

綜上所述，全省有較好水汽輸送，在上述物理量參數(shù)中有較好的反映。因此，充沛的水汽條件是此次強降水的必要條件。

2.4.3 假相當(dāng)位溫和K指數(shù)。分析31日20：00假相當(dāng)位溫，青海省除海西西北部外，其余地區(qū)處于假相當(dāng)位溫>70 ℃高能區(qū)，南部青南地區(qū)假相當(dāng)位溫>80 ℃，高能舌呈西南—東北向，由西藏地區(qū)延伸到海北南部，海東、南部地區(qū)的大氣處于層結(jié)不穩(wěn)定狀態(tài)。分析20：00 K指數(shù)場，Ki>28 ℃的大值區(qū)位于東部地區(qū)，并且K指數(shù)值向東依次遞增，其值越大，大氣的層結(jié)越不穩(wěn)定。因此，過程期間青海省東部地區(qū)處于大氣層結(jié)不穩(wěn)定狀態(tài)，為東部地區(qū)局地的對流性天氣提供了基本條件。

3 數(shù)值模式降水預(yù)報評估

各個模式對此次天氣過程均預(yù)報了降水，落區(qū)和量級都不盡相同（圖5）。

T639與GRAPES模式對青海省東南部均未報降水。T639祁連地區(qū)預(yù)報中雨，其余地區(qū)預(yù)報小雨，漏報明顯；GRAPES北部中雨位置預(yù)報較好，南部較偏西。EC雨帶位置預(yù)報與實況幾近相同，但漏報了德令哈、海南南部的大雨和海西中部、黃南南部的中雨。GFS模式對于海西中部—玉樹北部的中雨空報，海南、黃南的降水預(yù)報也不理想。Japan與多模式集成預(yù)報雨帶位置預(yù)報與偏差較大，但其預(yù)報出了海南區(qū)域的大雨。EC>10 mm的概率圖大雨預(yù)報較好，海南的大雨預(yù)報準確，但北部的大雨范圍較大，空報明顯。中央臺與青海QPF的預(yù)報落區(qū)基本一致，但與實況對比，中央臺漏報仍較明顯。

綜合來看，EC、GFS、青海QPF和多模式集成對此次降水天氣的雨帶位置預(yù)報較成功。量級上看，EC、青海QPF對青海省的降水預(yù)報參考性較好；EC模式對此次降水過程的量級預(yù)報最為準確，值得參考。

4 結(jié)論

（1）從500 hPa高空形勢來看，這次降水過程是由新疆槽底部分裂小槽，下滑冷空氣東移南壓，與高原上活躍的南支槽前暖濕氣流相結(jié)合，冷暖空氣交匯于青海，觸發(fā)青海省大到暴雨天氣過程。

（2）高空槽的移動快慢決定本次降水雨帶位置，南、北二槽打通后的夜間降水強度明顯增大。對于二者移動快慢和何時疊加的預(yù)報，直接關(guān)系到雨帶的位置和降水的強度。

（3）此次過程中，相對濕度對過程累積降水量、物理量場低層輻合、高層輻散的配置均對此次強降水落區(qū)有一定的指示意義。

（4）從各家模式的預(yù)報可以看出，對此次大雨過程，各家模式對雨帶位置和強度預(yù)報存在一定偏差。多模式預(yù)報對中小量級的降水預(yù)報均存在明顯的空報、漏報，參考性較差。

5 參考文獻

[1] 張順.2014年6月25—30日南昌市強降雨天氣過程分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（16）：200.

[2] 王思璇，張彤，郭俊延.柳河縣2016年8月7日強降雨天氣過程分析[J].鄉(xiāng)村科技，2017（10）：70-71.

[3] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法[M].4版.北京：氣象出版社，2007：60-560.

[4] 姚學(xué)祥.天氣預(yù)報技術(shù)與方法[M].北京：氣象出版社，2011：80-155.

[5] 陳秋吉，梁寶榮，尹海燕.北海夏季一次強對流天氣過程分析[M].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（16）：9892-9895.